1.一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:包括固定转接支架(1)、气动中空变速器(2)、夹持刀柄(3)、中空钻头(4)和激光加工单元(5),所述固定转接支架(1)包括激光装置支架(6)和中空变速气动主轴装置支架(7);
所述激光加工单元(5)包括光纤激光器(8)和聚透镜(9);所述光纤激光器(8)固定安装在激光装置支架(6)的内部上端,光纤激光器(8)的激光输出端朝向激光装置支架(6)的下端;所述聚透镜(9)固定安装在激光装置支架(6)的内部下端,聚透镜(9)与光纤激光器(8)之间设置有激光传输通路;
所述气动中空变速器(2)包括变速传动机构和刀具夹持结构(10);所述变速传动机构固定安装在中空变速气动主轴装置支架(7)的内部上端,变速传动机构的变速主轴与刀具夹持结构(10)连接;所述刀具夹持结构(10)与中空变速气动主轴装置支架(7)的下部连接;
所述夹持刀柄(3)固定安装在中空变速气动主轴装置支架(7)的上部;所述中空钻头(4)与刀具夹持结构(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:所述激光加工单元(5)的激光轴和气动中空变速器(2)的主轴中心轴两轴之间的平面与加工中心的机床XY轴平面平行。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:所述固定转接支架(1)中激光轴和主轴中心轴平面平行度精度为1μm~2μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:所述气动中空变速器(2)中设置有导通气路,气动中空变速器(2)的气体输入口与气源及调速控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:所述光纤激光器(8)的输入端通过光纤与光纤激光功率控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:所述中空钻头(4)中设置有中空气路孔。
7.一种用于加工中心的激光辅助钻削装置的操作方法,利用如权利要求1所述的一种用于加工中心的激光辅助钻削装置,其特征是:包括以下步骤,并且以下步骤顺次进行,步骤一、将中空钻头(4)通过刀具夹持结构(10)夹持在气动中空变速器(2);
步骤二、将激光辅助钻削装置夹持在加工中心主轴上;
步骤三、调节固定转接支架(1)中激光轴和主轴中心轴平面使其与机床XY轴平面平行,将加工中心自身电主轴锁死;
步骤四、利用对刀仪将激光辅助钻削装置上的钻头进行刀具对刀;
步骤五、调整聚透镜(9)与待加工工件表面的距离L,使激光聚焦在待加工工件表面,调整激光功率,使工件的激光加工深度小于钻头切削深度,所述激光加工深度等于激光焦点到刀具端面的距离d;
步骤六、打开气源及调速控制器,通过气动中空变速器(2)的气路排放激光加工产生的粉尘,同时防止粉尘污染聚透镜(9);
步骤七、激光辅助钻削方式为啄钻,每个孔的加工顺序均为激光加工和钻削反复进行,设定每一层激光加工的开启和关闭的时间,激光加工软化硬质合金材料,每一层激光加工深度均为ap,激光加工的直径范围小于直径D的2/3;
切换钻削加工方式,激光加工完成后与钻削加工时间间隔小于1秒,每一层钻削深度大于5/4ap;
步骤八、加工路径至最后一层关闭激光源,停止激光辅助加工,以钻削方式结束。